FM認(rèn)證的鋁鎂錳金屬屋面系統(tǒng)的施工

晁 毅

中鐵建工集團(tuán)有限公司 北京 100160

波音737完工和交付中心為波音在美國本土以外最大的廠房項目，根據(jù)美國波音方相關(guān)要求，機(jī)庫廠房金屬屋面系統(tǒng)需要通過FM認(rèn)證。FM認(rèn)證是美國和國際認(rèn)可的最高標(biāo)準(zhǔn)檢測，其提供的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為基于百年一遇的58 m/s陣風(fēng)風(fēng)速持續(xù)3 s（相當(dāng)于17級超強(qiáng)臺風(fēng)持續(xù)3 s），而屋面系統(tǒng)在國內(nèi)通過FM認(rèn)證的5家供應(yīng)商中，最高數(shù)值1-165（7.8 kN/m2）的屋面系統(tǒng)仍需強(qiáng)化設(shè)計方能滿足FM要求的1-360（17.1 kN/m2）的風(fēng)壓值要求。為滿足FM抗風(fēng)性能要求，需對本項目金屬屋面系統(tǒng)進(jìn)行深化設(shè)計。通過委托相關(guān)第三方檢測單位對整個金屬屋面系統(tǒng)進(jìn)行風(fēng)洞測壓試驗(yàn)，再由試驗(yàn)壓力分布情況對金屬屋面系統(tǒng)分區(qū)域節(jié)點(diǎn)進(jìn)行深化加強(qiáng)處理，最終通過FM認(rèn)證?？偨Y(jié)出一套滿足FM認(rèn)證、可靠性強(qiáng)、抗風(fēng)揭性能優(yōu)異的金屬屋面系統(tǒng)施工方法。

1 工程概況

工程地處浙江省舟山市臨海區(qū)域，其中完工中心和噴漆機(jī)庫廠房均由3個機(jī)位組成，均采用鋁鎂錳板直立鎖邊金屬屋面系統(tǒng)，金屬屋面總面積約20 000 m2，建筑高度26 m，受風(fēng)荷載影響大。

2 施工流程及要點(diǎn)

2.1 施工工藝流程

底板安裝→防水透氣層→鍍鋅幾字形襯檁及支托安裝→保溫巖棉（雙層錯縫）鋪設(shè)→防水層→T形支座安裝→鋁鎂錳板安裝→抗風(fēng)夾安裝→防墜落系統(tǒng)安裝

2.2 工藝要點(diǎn)

2.2.1 底板安裝

采用TD26-820型鍍鋁鋅彩涂鋼板，使用標(biāo)迪牌型號1070000自攻釘固定在屋面檁上（圖1）。

圖1 底板安裝示意

按照底板布置圖圖紙，把對應(yīng)各個區(qū)域的不同編號、不同長度的底板吊運(yùn)到相應(yīng)的區(qū)域。

按照圖紙，參考軸線的方位，在平行于建筑的邊緣安裝第1片底板，其余的底板安裝方向需與第1片底板一致，底板需縱向搭接在鋼檁條上，搭接長度不小于150 mm。

在H型鋼（方管檁條）與主桁架的連接處，把檁條左右邊緣的位置用深色的記號筆標(biāo)記在底板上；標(biāo)記點(diǎn)之間拉直線，用于確定安裝自攻釘?shù)姆秶?/p>

按照圖紙要求，在底板的每一個波谷上安裝自攻釘，自攻釘?shù)男吞枮?070000，自攻釘需要安裝在檁條的范圍內(nèi)，距離檁條的邊緣不小于18 mm。

在底板的橫向搭接處，在波峰上安裝鎖縫釘，自攻釘?shù)男吞枮?389000，橫向間距為820 mm，縱向間距不大于760 mm，建議使用600 mm。

2.2.2 防水透氣膜安裝

底板上鋪設(shè)防水透氣層，防水透氣層采用0.3 mm厚聚烯烴涂層紡粘聚乙烯膜（圖2）。

圖2 防水透氣層安裝示意

工藝要求如下。

1）鋪設(shè)防水透氣膜前，先清理底板上雜物，保證工作面平整、干凈、無尖銳突出物。

2）在底板屋脊、檐口、山墻邊緣處貼上雙面膠帶，鋪設(shè)過程中將透氣膜與底板可靠粘接。

3）透氣膜搭接處用2道雙面膠帶，間隔100 mm。

4）透氣膜鋪設(shè)時須在外層標(biāo)記出檁條的中心線位置，以確保下道工序的精度。

2.2.3 襯檁及支托安裝

襯檁支托采用94 mm高幾字形高強(qiáng)度Q345鍍鋅件，厚2 mm，長度分別為120 mm（中區(qū)）、通長（邊區(qū)與角區(qū)）。

襯檁采用厚2 mm的25 mm×70 mm×70 mm×70 mm×25 mm高強(qiáng)度Q345鍍鋅幾字形鋼，支托穿過底板與結(jié)構(gòu)檁條相連，襯檁固定在支托上方。根據(jù)風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果，屋脊、檐口、山墻等邊角區(qū)受風(fēng)壓值更大，需對該邊角部位的襯檁加密，以確保其抗風(fēng)揭性能。

工藝要求如下。

1）檢查、放線確保支托安裝中心線和主檁條的中心線重合；按照支撐布置圖，把不同型號的支撐吊運(yùn)到相應(yīng)的中區(qū)、邊區(qū)及角區(qū)。

2）邊區(qū)與角區(qū)的支撐為通長布置，搭接處需在H型鋼（方管檁條）上，布置的區(qū)域不小于根據(jù)風(fēng)載布置圖確定的區(qū)域。中區(qū)的支撐長度120 mm，需布置在檁條的寬度范圍內(nèi)。按照圖紙要求，支撐間距1 200 mm，部分區(qū)域的間距可按需調(diào)整，原則上不大于1 200 mm，支撐與主檁條的連接使用1070000型號的自攻釘，數(shù)量按節(jié)點(diǎn)圖要求，每處螺釘數(shù)量為4顆。螺釘安裝的位置應(yīng)在主檁條的范圍內(nèi)，并需避開中心位置的腹板，方法是通過放線確定主檁條的邊緣及中心的位置，打自攻釘?shù)姆秶蔷嚯x邊緣18 mm以上，減去中心線左右偏移10 mm的區(qū)域。為確保支撐與襯檁對齊，建議固定支撐前，先用襯檁放上去比對，沒有問題后再固定支撐（圖3）。

圖3 中間區(qū)襯檁支托安裝示意

3）按照襯檁布置圖，把不同型號的支撐吊運(yùn)到相應(yīng)的中區(qū)、邊區(qū)及角區(qū)。襯檁為通長布置，鋪設(shè)時應(yīng)對齊到支撐上，對接處需在支撐上，搭接在支撐上的長度不小于20 mm，以保證有效的自攻釘連接。按照圖紙要求，中區(qū)的襯檁間距1 200 mm（圖4），邊區(qū)間距900 mm，角區(qū)間距450 mm，局部位置因進(jìn)行按需調(diào)整時，可以小于原定的間距。

圖4 中間區(qū)襯檁安裝示意

4）襯檁與支撐的連接使用1150000型號自攻釘，數(shù)量為4顆，對接處每邊各2顆，螺釘?shù)闹行木嚯x襯檁的邊緣需滿足規(guī)范要求。

2.2.4 保溫層安裝

保溫層采用容重180 kg/m3、厚度70 mm的巖棉，保溫層設(shè)計厚度140 mm，巖棉雙層鋪設(shè)（圖5）。

圖5 保溫棉安裝示意

1）保溫巖棉板塊根據(jù)檁條間距，定制相應(yīng)的尺寸，對于填充空腔的位置，根據(jù)尺寸盡量定制相同大小的巖棉填充條。

2）為達(dá)到熱損耗最小目標(biāo)，巖棉板的接頭須對接嚴(yán)密，2層保溫鋪設(shè)時各十字接縫需交織開來，以免構(gòu)成熱橋，在保冷時須杜絕熱橋現(xiàn)象。

3）注意防雨，不能在雨天施工。

2.2.5 防水層安裝

防水層采用1.5 mm厚TPO防水卷材。把TPO防水卷材按鋪設(shè)位置布置在保溫板上，從下到上根據(jù)排水方向鋪設(shè)（圖6），卷材平整順直，不得扭曲，搭接寬度100 mm，并進(jìn)行適當(dāng)剪裁。

圖6 防水層安裝示意

采用熱風(fēng)焊接機(jī)焊接每一個搭接邊，裁剪適合相應(yīng)節(jié)點(diǎn)的卷材片材，采用手持式焊槍將片材焊接于大面卷材上。TPO防水卷材收頭部位采用U形壓條固定，并使用密封膠密封。鋪設(shè)防水卷材的過程中及時標(biāo)記檁條中心線位置，確保下道工序的精度。

2.2.6 T形支座安裝

T形支座橫向間距400 mm，縱向間距按照中間區(qū)、邊區(qū)、角區(qū)襯檁位置對應(yīng)設(shè)置，支座兩側(cè)各設(shè)置一個標(biāo)迪牌型號為1150000的自攻螺釘，螺釘不能打空。由于屋面板與支座咬合的獨(dú)特方式，支座安裝時需要滿足很高的精度要求（圖7）。精度要求高的原因是為了使鋁鎂錳屋面板能夠適應(yīng)熱脹冷縮的要求，在固定支座上滑動時不會因被卡住而對屋面板或支座造成破壞。

圖7 T形支座安裝示意

工藝要求如下。

1）支座安裝時，偏差線與基準(zhǔn)線應(yīng)在安裝允許的誤差之內(nèi)。

2）平坡屋面相鄰2排支座中心線寬度為有效板度，安裝偏差不超過有效板度＋3 mm，弧型屋面根據(jù)現(xiàn)場安裝情況可適當(dāng)增加。

2.2.7 屋面板安裝

屋面板安裝流程：檢查支座安裝精度→按順序鋪設(shè)→板搭接→手動咬合→電動咬合→撕膜→質(zhì)量驗(yàn)收。

采用1.0 mm厚PVDF氟碳噴涂鋁鎂錳屋面板，屋面板安裝時保證2張板塊搭接牢固可靠，無變形，不影響屋面板在支座上的滑移。2塊屋面板搭接完成后，用手動夾具在T形固定支座處鎖邊緊固（圖8）。

圖8 屋面板安裝示意

2.2.8 抗風(fēng)件安裝

安裝抗風(fēng)件可大大提高屋面系統(tǒng)的抗風(fēng)揭性能，且不會對屋面造成破壞，產(chǎn)生漏雨隱患。

在安裝屋面時要及時標(biāo)記支座的中心，確保抗風(fēng)件的中心線與支座中心線重合?？癸L(fēng)件與屋面板肋頂部咬合妥當(dāng)，每個抗風(fēng)件使用4個M8 mm×40 mm的304不銹鋼螺栓固定，要安裝彈簧墊片，保證堅固牢靠（圖9）。

圖9 抗風(fēng)系統(tǒng)示意

2.2.9 防墜系統(tǒng)安裝

防墜系統(tǒng)由錨固點(diǎn)和鋼絲繩組成，在屋面邊緣處布置，作為施工或檢修過程中的保護(hù)措施。

錨固點(diǎn)由轉(zhuǎn)接夾具、不銹鋼件和連接件組成，夾具使用高強(qiáng)鋁合金制作，其他的構(gòu)件采用不銹鋼制作。鋼絲繩用直徑8 mm、304不銹鋼。錨固點(diǎn)夾具需有一側(cè)與屋面支座相連（若有可能，錨固點(diǎn)處應(yīng)采用通長支座），以保證錨固點(diǎn)的可靠性（圖10）。

圖10 防墜落系統(tǒng)安裝節(jié)點(diǎn)示意

3 施工過程注意事項

1）屋面圍護(hù)系統(tǒng)要取得FM認(rèn)證，用于本工程的所有材料均要是取得FM認(rèn)可的品牌，這是前提條件。

2）自攻釘型號使用原則：型號1150000自攻釘，用于鋁合金固定座與襯檁、襯檁與支撐的連接；型號1070000自攻釘，用于支撐與H型鋼或方管、底板與H型鋼或方管的連接；型號1389000鎖縫自攻釘，用于底板之間的橫向搭接，間距400 mm。屋面系統(tǒng)使用了3種型號的自攻釘，不可混用，否則無法滿足設(shè)計的受力要求，保證措施為指定固定的工人安裝同一型號的自攻釘，并派施工人員及時監(jiān)督驗(yàn)收。

3）支撐的安裝位置必須在檁條的范圍內(nèi)，超出范圍的支撐需拆除后重新調(diào)整，支撐上的螺釘孔若過多，會影響支撐的結(jié)構(gòu)性能，在施工中若發(fā)現(xiàn)支撐上打空的螺釘孔達(dá)到或超過3顆，需把該支撐拆除，重新安裝新的支撐。

4）T形支座若安裝在襯檁的對接位置上，可能會出現(xiàn)其中一側(cè)1個螺釘打在空隙上的情況，此時不能安裝這個螺釘，應(yīng)在另一側(cè)安裝3個螺釘（圖11）。

圖11 一側(cè)螺釘打空情況及補(bǔ)救措施

4 結(jié)語

波音737MAX完工交付廠房金屬屋面系統(tǒng)已成功通過FM工程師現(xiàn)場驗(yàn)收，通過對材料選型、螺釘檁條加密、現(xiàn)場施工標(biāo)記定位，確保各構(gòu)造層有可靠的連接和足夠的剛度抵抗FM認(rèn)證的風(fēng)荷載要求。該金屬屋面系統(tǒng)可適用于對抗風(fēng)性能有極高要求的大型金屬屋面工程，有較大的參考價值。